Lois des circuits – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège

Lois des circuits – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège

  • Quelles sont les lois dans un circuit en série ?
  • Quelles sont les lois dans un circuit comportant une dérivation ?
  • Les lois sont-elles valables dans tous les circuits électriques ?

 

  1. I.     Définitions

Dans un circuit en dérivation, on appelle :

Nœuds : les points d’où partent au moins 3 fils. Les nœuds sont en général désignés par des lettres (A, B, C etc.) et ne sont présents que dans les circuits en dérivation.

Branche : les portions de circuit entre deux nœuds.

Branche principale : la branche où se trouve le générateur.

Branche dérivée (secondaire) : les autres branches qui ne contiennent que des récepteurs. Les branches peuvent désignées à l’aide des lettres utilisées pour notés les nœuds et les dipôles qu’elles contiennent. Une branche située entre les nœuds A et B comportant une lampe L1 peut ainsi être notée AL1B.

Exemple :

Ce circuit comporte 4 nœuds notés A, B, C et D

Il comporte 4 branches:

ü  La branche principale (AGB).

ü  Une branche dérivée comportant la lampe L1 (AL1B).

ü  Une deuxième branche dérivée comportant la lampe L2 M1 (CL2D).

ü  Une troisième branche dérivée comportant le moteur M (CMD)

 

  1. II.  Les lois dans un circuit en série 

II.1. loi de l’intensité

Expérience 1: On mesure l’intensité du courant en deux points d’un circuit en série constitué d’une pile et d’une lampe.

Résultats 1: Les deux intensités (I1 et I2) sont égales.

Expérience 2: on mesure l’intensité du courant en trois points d’un circuit en série constitué d’une pile, d’une lampe et d’une résistance.

Résultats 2: Les trois intensités (I3 et I4 et I5) sont égales.

Ces deux expériences illustrent la  loi d’unicité de l’intensité.

Le terme unicité dérive de “unique” car dans un circuit en série il n’y a qu’une seule et unique valeur d’intensité.

 

Loi d’unicité de l’intensité:

Dans un circuit électrique en série l’intensité du courant électrique est la même en tous points.

Remarque: l’intensité dépend du nombre de récepteurs dans le circuit en série, elle diminue lorsque le nombre de récepteurs augmente.

II.2. loi de la tension

Expérience: On mesure la tension électrique de chaque dipôle d’un circuit en série constitué d’un générateur et deux  lampes.

Résultats: Les deux tensions des branches dérivées est égale à la tension de la branche principale. (U = U1 + U2).

Cette expérience illustre la  loi d’additivité des tensions.

Loi d’additivité des tensions:

La tension aux bornes d’un ensemble de récepteurs en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque récepteur.

Dans un circuit en série, où les récepteurs sont reliés à un générateur, la somme des tensions de tous les récepteurs est égale à la tension du générateur.

Cette loi est valable dans tous les circuits en série.

Remarque: La tension des différents dipôles ne dépend pas de leur ordre de branchement.

  1. III.   Les lois dans un circuit en comportant une dérivation 

III.1. loi de l’intensité

Expérience 1: On mesure l’intensité du courant dans les deux branches secondaire et dans la branche principale d’un circuit constitué d’un générateur et deux  lampes montés en dérivation.

Résultats 1: Les deux intensités des branches dérivées est égale à l’intensité de la branche principale. (I = I1 + I2).

Expérience 2: On mesure l’intensité du courant dans les trois branches secondaire et dans la branche principale d’un circuit constitué d’un générateur, deux  lampes et d’un moteur montés en dérivation.

.Résultats 2: Les trois intensités des branches dérivées est égale à l’intensité de la branche principale. (I = I1 + I2+I3).

Ces deux expériences illustrent la  loi d’additivité des intensités.

Loi d’additivité des intensités:

Dans un circuit en dérivation l’intensité dans la branche principale est égale à la somme des intensités de toutes les branches dérivées.

III.2. loi de la tension

Expérience: On mesure la tension électrique dans les deux branches secondaire et dans la branche principale d’un circuit constitué d’un générateur et deux  lampes montés en dérivation.

Résultats: Les trois tensions électriques  (U et U1 et U2) sont égales.

Cette expérience illustre la  loi d’unicité des tensions.

Loi d’unité des tensions:

En dérivation la tension des dipôles obéit à la tensions: La tension aux bornes de dipôles branchés en en dérivation est la même.
Dans un circuit où tous les dipôles sont en dérivation toutes les tensions sont alors égales à celle du générateur.

CONCLUSIONS

Conclusion1 : Dans un circuit série, l’intensité est la même partout dans le circuit.

Conclusion2 : L’intensité du courant qui circule dans la branche principale (I) est égale à la somme des intensités circulant dans les branches dérivées (I1 et I2). I = I1 + I2.

Conclusion3 : Dans un circuit série, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des autres dipôles du circuit série.

Conclusion4 : Dans un circuit avec dérivations, la tension aux bornes de deux dipôles branchés en dérivation est la même.

Loi n°1 : L’intensité du courant électrique a la même valeur en tout point d’un circuit série : c’est la loi d’unicité de l’intensité.

Loi n°2 : L’intensité du courant dans la branche principale d’un circuit comportant des dérivations est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées : c’est la loi d’additivité de l’intensité.

Loi n°3 : La tension aux bornes d’un ensemble de dipôles branchés en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque dipôle : c’est la loi d’additivité de la tension.

Loi n°4 : Les tensions aux bornes de dipôles branchés en dérivation sont égales : c’est la loi d’unicité de la tension.

 



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